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火箭在宇宙中是怎样使燃料燃烧的?

书名:令人着迷的化学本章字数:805

飞向宇宙的火箭

2010年,在结束了长达7年的旅程之后,小行星探测器“隼鸟”成功地将糸川小行星表面的物质带回了地球。把小行星探测器“隼鸟”带到宇宙的,是日本的M-V运载火箭。下面,我们来介绍一下火箭是怎样使燃料进行燃烧的。

物质燃烧时所必需的东西

物质燃烧,通常指的是可燃物和含有氧气的空气结合在一起,产生的剧烈的发光发热现象。我们以气体燃烧器为例来一起思考一下吧。气体燃烧器,是以天然气或者丙烷作为燃料的。燃料气体和氧气结合在一起,才可以燃烧呢。

火箭点火时必需的东西只有燃料吗?

发射火箭的时候,必须使燃料充分地燃烧,以提高喷射力度。空气中的氧气是必不可少的。到了宇宙中周围没有氧气,要是此时有必须给火箭点火的情况,也是需要用到氧气的。从地面发射而起冲向高空的火箭,它的喷口非常明亮耀眼,那就是利用氧气使燃料剧烈燃烧而产生的光芒。

从结构上观察两种火箭

根据燃料状态的不同,火箭可以大致分为两种类型。

第一种用的是固体粉末状燃料和氧化剂,这经常用在小型火箭和导弹中。燃料和氧化剂的混合物会事先放进罐里,这样可以把火箭提前保管起来,需要使用它的时候就可以立即拿出来使用了。

第二种是需要强大动力支撑的火箭,一般以液态氢为燃料,和液态氧组合在一起使用。液态氢和液态氧,都是在非常低温的情况下形成的液体,一般会在临近火箭发射的时候才装进罐里。

令日本自豪的H-ⅡA运载火箭

令日本感到自豪的,是发射人造卫星时所使用的火箭——H-ⅡA运载火箭。它的全长大约是53m,直径有4m,发射时的总重量可以达到290t。这在当时的世界上也是屈指可数的大型运载火箭了呢。

这支火箭的主发动机,使用的是液态氧和液态氢。另外,还配有使用固体燃料的火箭助推器。它们组合在一起成为二级火箭。这种火箭的运载能力是非常强的。对于高度较小的轨道,它可以发射重达10t的卫星上去;对于高度较大的轨道,它也可以发射重2t的卫星上去呢。还有啊,它可以再加入2枚或4枚助推器,完全可以根据发射的目的进行调整。